[发明专利]用于测量磁导航下机械臂颅内穿刺误差的装置及方法

说明书

本发明提出一种用于测量磁导航下机械臂颅内穿刺误差的装置，包括底板，在底板上设有平面直角坐标系，在底板上可拆卸的设有第一基座，在第一基座的上表面和下表面之间设有第一圆柱形通孔，第一圆柱形通孔的直径与试验所用的呈正球形的泡沫球的直径相同，当第一基座与底板连接时，第一圆柱形通孔的中心点与平面直角坐标系的原点重合；在第一基座上、并且沿着Z轴的方向可拆卸的设有第二基座，在第二基座的上表面和下表面之间设有第二圆柱形通孔，第二圆柱形通孔的直径与试验所用的穿刺针的直径相同，当第二基座与第一基座连接时，穿刺针穿过第二圆柱形通孔。上述装置成本低，使用简单，其能够简化穿刺误差的测量过程，并且使测量精度更高。

技术领域

本发明涉及测量误差装置领域，尤其涉及一种用于测量磁导航下机械臂颅内穿刺误差的装置及方法。

背景技术

微创、精准医疗正逐渐成为外科学界追求的共同目标，而计算机辅助手术(computer-assisted surgery，CAS)也称计算机导航技术是微创精准医疗的一种体现，电磁导航作为新兴的导航技术，现已经广泛应用于神经外科、心血管介入、支气管镜、关节外科、脊柱外科等多个领域。机械臂作为导航手术的直接实施者，对穿刺精度有较高要求。因此，机械臂穿刺精度的测量就有了重要意义。

现有技术中，磁导航下机械臂颅内穿刺精确度试验中，试验模型为煮熟鹌鹑蛋去壳，包埋于某种固体介质中，穿刺后取出，之后测量穿刺针与蛋心的距离即为穿刺误差，其测量方法大致如图5所示，其中O点为蛋黄中心，MN为穿刺针，沿穿刺针分别从水平与竖直方向切开蛋黄，得到两个相互垂直的切面⊙A和⊙B，分别测量这两个切面圆心A点、B点到穿刺针的距离AP、BP，根据几何关系可计算穿刺针到蛋黄中心O点的距离PO。上述测量方法过程、计算均复杂，并且鹌鹑蛋不能保证为正圆形，切面为人工切割，本身存在较大误差。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种用于测量磁导航下机械臂颅内穿刺误差的装置及方法，以便提高误差测量精度，并且具有使用简单，成本低的优点。

为了实现上述目的，本发明的一方面提出了一种用于测量磁导航下机械臂颅内穿刺误差的装置，包括底板，在所述底板上设有平面直角坐标系，在所述底板上可拆卸的设有第一基座，在所述第一基座的上表面和下表面之间设有第一圆柱形通孔，所述第一圆柱形通孔的直径与试验所用的呈正球形的泡沫球的直径相同，当所述第一基座与底板连接时，所述第一圆柱形通孔的中心点与所述平面直角坐标系的原点重合；在所述第一基座上、并且沿着Z轴的方向可拆卸的设有第二基座，在所述第二基座的上表面和下表面之间设有第二圆柱形通孔，所述第二圆柱形通孔的直径与试验所用的穿刺针的直径相同，当所述第二基座与第一基座连接时，所述穿刺针穿过第二圆柱形通孔。

优选的是，所述第一基座和第二基座均可以采用底面为正方形的立方体。

本发明的另一方面提出了一种用于测量磁导航下机械臂颅内穿刺误差的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1、将所述底板放置于平面上，将所述第一基座与底板相连接，使所述第一圆柱形通孔的中心点与所述平面直角坐标系的原点重合；

步骤2、将带有穿刺针的泡沫球置于所述第一基座的第一圆柱形通孔内；

步骤3、将所述第二基座沿Z轴方向向下移动，使得穿刺针穿过第二基座内的第二圆柱形通孔，之后将所述第二基座与第一基座相连接；

步骤4、通过按压所述穿刺针，使其尖端在所述底板上做出标记点，之后取出所述底板，测量标记点与平面直角坐标系的原点之间的距离，该距离即为穿刺针与泡沫球球心之间的距离，即穿刺误差。

本发明的该方案的有益效果在于上述用于测量磁导航下机械臂颅内穿刺误差的装置成本低，使用简单，其能够简化穿刺误差的测量过程，并且使测量精度更高。

附图说明

图1示出了本发明所涉及的用于测量磁导航下机械臂颅内穿刺误差的装置使用状态下的结构示意图。